[发明专利]一种多绕组交叠绕法高频变压器的屏蔽绕组多点接地共模噪声消除方法

说明书

本发明公开了一种多绕组交叠绕法高频变压器的屏蔽绕组多点接地共模噪声消除方法，其步骤为：对隔离型功率变换器系统中的以交叠式绕法绕制的多绕组高频变压器中的相邻的仅通过磁耦合的线圈间添加多点接地的屏蔽绕组，通过消除多绕组变压器绕组间寄生电流来消除隔离型功率变换器系统的共模噪声；其中，所述屏蔽绕组分为两组，两组分别进行绕制与接地处理。本发明通过添加多点接地的屏蔽绕组，对交叠绕制的多绕组变压器绕组间寄生电流实现了有效消除。该方法解决了功率变换器系统中高频变压器传递共模噪声的危害，使得输入、输出线缆端接收的共模噪声信号大幅度减弱，显著削弱了功率变换器系统线缆共模噪声的电磁辐射干扰。

技术领域

本发明属于功率变换器噪声抑制领域，特别涉及一种对高频变压器添加多点接地屏蔽绕组的共模噪声消除技术。

背景技术

在功率变换器系统中，高频开断操作的开关器件对系统造成了大量高频噪声信号干扰。共模噪声信号是由噪声源通过电压突变点对保护地的寄生电容传递的高频噪声信号。在隔离型功率变换器系统中，高频变压器通常被广泛用于实现输入输出端的电隔离。变压器绕组耦合度高有助于减少变压器漏感，从而提高功率变换器系统的效率、可靠性。这种做法显著增加了变压器的绕组间寄生电容，绕组上的脉动电压信号在寄生电容造成了较大的位移电流。对多端输出的功率变换器系统，位移电流由电压相对较高的绕组流向电压相对较低的，最终流入保护地，造成共模干扰。

目前消除隔离型功率变换器系统共模噪声的方法有三类，即减少噪声源谐波含量、屏蔽噪声电流、引入异相位移电流。其中对变压器位移电流进行屏蔽的方法因其易于实现、成本低廉的特点而被广泛应用。目前采用屏蔽绕组单点接地的方法无法有效解决屏蔽绕组接地侧的共模噪声回流问题，具有一定的缺陷。本发明提出新型的针对多绕组交叠绕法高频变压器的屏蔽绕组多点接地共模噪声消除方法，有效解决了该问题，从而减少了隔离型功率变换器系统的共模噪声干扰，改善其EMC特性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种多绕组交叠绕法高频变压器的屏蔽绕组多点接地共模噪声消除方法，以消除功率变换器系统共模噪声干扰。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多绕组交叠绕法高频变压器的屏蔽绕组多点接地共模噪声消除方法，其步骤为：对隔离型功率变换器系统中的以交叠式绕法绕制的多绕组高频变压器中的相邻的仅通过磁耦合的线圈间添加多点接地的屏蔽绕组，通过消除多绕组变压器绕组间寄生电流来消除隔离型功率变换器系统的共模噪声；其中，所述屏蔽绕组分为两组，两组分别进行绕制与接地处理。

所述屏蔽绕组的绕制与接地设置如下：接近磁芯柱的屏蔽绕组绕线方向、匝数与远离磁芯柱的工作绕组相同，该屏蔽绕组一端经绝缘处理后开路，一端接入接近磁芯柱的工作绕组对应的信号地；远离磁芯柱的屏蔽绕组绕线方向、匝数与接近磁芯柱的工作绕组相同，该屏蔽绕组一端经绝缘处理后开路，另一端接入远离磁芯柱的工作绕组对应的信号地。

对于接近磁芯柱的屏蔽绕组，其分布电压同接近磁芯柱的工作绕组的分布电压幅值、相位均相同；对于远离磁芯柱的屏蔽绕组，其分步电压同远离磁芯柱的工作绕组的分布电压幅值、相位均相同。

有益效果：本发明通过对系统共模噪声回路的分析，确定高频变压器绕组间寄生电容是影响EMC特性的主要寄生参数。本发明对多绕组交叠绕法的高频变压器，提出了多点接地的共模噪声消除技术(Multi-point Grounding Noise Cancellation,MGNC)。该方法针对高频变压器通过磁耦合的相邻绕组添加多点接地的屏蔽绕组，对共模噪声有一定程度的抑制与消除作用，从而优化系统EMC特性。本发明解决了在不改变功率变换器系统布局及电路主要元件参数，同时不添加共模滤波装置的情况下，有效优化功率变换器系统EMC特性的方法。